[其他]用叔胺自硫酸鋁溶液中萃取除鐵

在審

• 申請號: 101986000000720
• 申請日: 1986-02-05
• 公開（公告）號: CN86100720B
• 公開（公告）日: 1988-05-11
• 發明（設計）人: 于淑秋;陳家鏞;伍志春
• 申請（專利權）人: 中國科學院化工冶金研究所
• 代理公司: 中國科學院化學科研所
• 代理人: 李世諒

本發明使用２．５－３５％（體積）叔胺做萃取劑，為了反萃便于操作，也可加入２．５－１５％（體積）除醇類以外的中性給體試劑作為相改良劑，使用普通煤油或含芳羥成分煤油做溶劑，在弱酸性條件下從硫酸鋁溶液中選擇性萃取三價鐵，采用稀硫酸反萃或用水多級錯流反萃。本發明使用的萃取體系，不僅具有優良的萃鐵性能，而且使用稀酸即可反萃鐵，解決了反萃難的問題，為工業應用提供了有效途徑。

本發明屬于無機鹽制備領域。

硫酸鋁是無機鹽一個基本品種，主要用于造紙，水處理以及印染、油漆等工業中。從一定意義上講，紙張的白度、穩定性和耐陽光性都取決于硫酸鋁的質量，而硫酸鋁的質量又取決于產品中鐵含量。如造高級紙張，要求用部頒標準特級硫酸鋁（Fe₂O₃≤0.02）。硫酸鋁還用于金紅石鈦白粉的后處理工序。我國無特級硫酸鋁，故鈦白粉用于油漆或造紙的質量長期落后于國外。我國固體硫酸鋁每年出口一萬多噸，質量為一級品（含Fe₂O₃≤0.35%），平均售價87.8美元/噸，（1983年價）;而美國無鐵級（含Fe₂O₃≤0.1%）1981年售價為347美元/噸，價格相差之大，主要是我國產品含鐵量高的原因。我國生產硫酸鋁的原料主要為鋁礬土，含鐵量較高，生產中沒有除鐵措施。研究從鋁土礦硫酸浸取液中除鐵，直接生產優質硫酸鋁是一個重要研究課題。隨溶劑萃取技術的發展，開展萃取除鐵的研究受到重視。如美國礦務局自1967-1979年先后探索了用仲胺、酸性有機磷類等從硫酸鋁溶液中除鐵;蘇聯、日本報導用D₂EHPA（我國代號P204）、羧酸、羧酸鹽萃取法從硫酸鋁溶液中除鐵;我國山東淄博制酸廠與貴陽鋁鎂研究設計院合作進行低碳脂肪酸萃取除鐵試驗，但效果不理想;Schultze L.E.等用伯胺JMT（美國產，多支鏈二十烷基伯胺（）為主的伯胺混合物）從硫酸鋁中除鐵（見美國礦務局報告US.Bur.Mines RI8353）;科學院上海有機所研究用伯胺N-1923（中國科學院上海有機化學所實驗工廠生產，1-壬基-癸胺為主的伯胺混合物）從硫酸鋁溶液中除鐵（《有機化學》1979年1期33頁）綜合文獻報導，用萃取法除鐵比較容易實現，但如何將有機相中的鐵經濟有效地反萃，尚未找到合理途徑。報導中不同萃取體系均使用很高濃度硫酸做反萃劑，如伯胺及D₂EHPA使用6-10N硫酸為反萃劑。因此在經濟上是不合理的，工藝操作上亦不方便。

本發明的目的是研究一種萃取體系，它不僅具有優良的萃鐵性能，更為重要的是使用很稀的硫酸便可以有效地反萃鐵，解決“反萃難”的問題，以便為萃取法從硫酸鋁溶液中除鐵的工業應用提供有效途徑。

本發明使用2.5-35%（體積）叔胺做萃取劑，為了反萃取便于連續操作，也可加入2.5-15%（體積）中性磷（膦）類、酯類、酮類、醚類、亞砜類的中性給體試劑作為相改良劑，使用普通煤油或含芳羥成分煤油做溶劑，在弱酸性條件下，從硫酸鋁溶液中選擇性萃取三價鐵，采用稀硫酸單級或多級逆流反萃取或用普通水多級錯流反萃取。

所用叔胺為分子量大于300的各種碳鏈結構的叔胺類，包括三辛胺（如國產N235，7301（中國科學院上海有機化學所研制取名為N235，二機部北京第五研究所研制取名為7301，由大連油脂化工廠生產，三辛胺為主的叔胺混合物）），三異辛胺，不同結構的三癸胺，三月桂胺以及碳鏈上帶有各種其它取代基的叔胺類。所用做為改良劑的中性給體試劑包括TBP（磷酸三丁酯）、P350（甲基膦酸二甲庚酯），TRPO（三烷基氧化膦）等中性磷類以及其它酯類、酮類、醚類、亞砜類。

萃取溫度高時萃取及反萃取略有下降，在約10-30℃范圍內操作即可，平衡時間2-3分鐘;在固定萃取劑用量前提下，適當提高萃取劑濃度對萃取有利，如表2所示。

表1.工業萃取劑7301萃鐵結果

（水相料液pH1.13，Fe（Ⅲ）2.5克/升，Al（Ⅲ）54克/升，有機相以煤油為溶劑，25℃，5分，O/A＝1）